LeetCode Flatten Binary Tree to Linked List

本文介绍了如何将二叉树转换为链表,通过原地进行先序遍历来实现这一过程。具体步骤包括确定当前节点与上一节点的关系,并在遍历中调整节点连接。

题目

Given a binary tree, flatten it to a linked list in-place.

For example,
Given

         1
        / \
       2   5
      / \   \
     3   4   6

The flattened tree should look like:

   1
    \
     2
      \
       3
        \
         4
          \
           5
            \
             6

 

 

将一颗二叉树转换为链,要求原地进行。

可以观察到,需要的输出结果实际就是原树的先序遍历序列。

先序遍历,将新发现的节点连接到上一个节点的左节点,则:

1、如果新发现的节点是上一个节点的左子节点,则原本的连接关系不需要修改。

2、否则,上一个节点必然是叶节点,将新发现的节点连接为上一个节点的左子节点,

由于上一个节点已经探测结束,所以将新发现的节点连接在其左子树上不会影响后续的遍历。

最后递归扫描修改后的树的左子节点,将左节点连接为右子节点,将左子节点设为空即可。

 

代码:

/**
 * Definition for binary tree
 * struct TreeNode {
 *     int val;
 *     TreeNode *left;
 *     TreeNode *right;
 *     TreeNode(int x) : val(x), left(NULL), right(NULL) {}
 * };
 */
class Solution {
public:
	void to_left(TreeNode* root,TreeNode *&last)	//当前位置,上一位置;先序遍历,将后一节点连在前一节点左子树上。
	{
		if(root==NULL)
			return;
		if(last!=NULL)
			last->left=root;
		last=root;	//修改上一位置
		to_left(root->left,last);	//递归
		to_left(root->right,last);
	}
    void flatten(TreeNode *root) {
		TreeNode* last=NULL;
		to_left(root,last);
		while(root!=NULL)	//递归将左子树移位右子树,清空右子树连接
		{
			root->right=root->left;
			root->left=NULL;
			root=root->right;
		}
    }
};


 

 

 

 

 

这段代码是一个**二叉树展开为链表**的解法,采用的是**后序遍历 + 头插法**的方式,将二叉树就地转换为一个**右偏的单链表**(即所有节点的 `left` 指针为空,`right` 指针指向后继节点)。 --- ## ✅ 问题描述(LeetCode 114. 二叉树展开为链表) 将一个二叉树原地修改为一个右偏的链表,例如: ``` 1 / \ 2 5 / \ \ 3 4 6 ``` 变成: ``` 1 \ 2 \ 3 \ 4 \ 5 \ 6 ``` --- ## ✅ 代码解析 ```cpp class Solution { TreeNode* head; // 用于记录当前链表的头部 public: void flatten(TreeNode* root) { if (root == nullptr) { return; } // 后序遍历:右 -> 左 -> 根 flatten(root->right); flatten(root->left); // 将当前节点插入链表头部 root->left = nullptr; // 左指针置空 root->right = head; // 右指针指向当前链表头 head = root; // 更新链表头为当前节点 } }; ``` --- ## 🧠 通俗解释 想象你是一个木匠,正在把一棵树的枝干**从下到上**、**从右到左**地一根一根地连接起来。 - 先处理右子树,再处理左子树,最后处理当前节点(**后序遍历**)。 - 使用一个 `head` 指针,始终指向链表的头部。 - 每次处理一个节点时,把它插在链表最前面(**头插法**)。 - 插入时,设置 `left = nullptr`,`right = head`,然后更新 `head`。 这样,整个树就被**从下到上地构建出一个右偏的链表**。 --- ## 🔁 举个例子 假设输入如下二叉树: ``` 1 / \ 2 5 / \ \ 3 4 6 ``` 后序遍历顺序为:3 → 4 → 2 → 6 → 5 → 1 构建过程如下: - 处理 3 → 链表:3 - 处理 4 → 链表:4 → 3 - 处理 2 → 链表:2 → 4 → 3 - 处理 6 → 链表:6 → 2 → 4 → 3 - 处理 5 → 链表:5 → 6 → 2 → 4 → 3 - 处理 1 → 链表:1 → 5 → 6 → 2 → 4 → 3 最终变成一个右偏的链表。 --- ## ✅ 时间复杂度 & 空间复杂度 - **时间复杂度**:O(n),每个节点访问一次。 - **空间复杂度**:O(h),递归栈深度,h 是树的高度。 --- ## ✅ 与其它方法的比较 | 方法 | 特点 | |------|------| | 前序遍历 + 重建链表 | 简单直观,但需要额外 O(n) 空间 | | 迭代 + 栈 | 类似前序遍历,需要栈空间 | | 后序遍历 + 头插法(本解法) | 原地修改,空间复杂度 O(h),递归栈开销 | | Morris 遍历 | 空间复杂度 O(1),最优化,但实现较复杂 | --- ###
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